Большая наука для школьников: как готовят будущих ученых

Большая наука для школьников: как готовит будущих ученых основатель Балтийского конкурса Илья Чистяков

Через неделю, 1 февраля, в Петербурге стартует Балтийский научно-инженерный конкурс: на нем школьники представят свои исследования, которые превосходят иные студенческие работы. О том, какие научные проблемы интересуют старшеклассников и как они готовятся к будущей научной карьере, в интервью нашему порталу рассказал бессменный председатель оргкомитета конкурса и директор Лаборатории непрерывного математического образования Илья Чистяков.

Мы уже публиковали интервью с учеными, которые занимаются научной популяризацией, но вы работаете целенаправленно со школьниками. Чем отличается продвижение науки для детей от взрослого популяризаторства?

Я считаю, что специально продвигать науку среди школьников не нужно — те из них, кто приходит к нам в Лабораторию непрерывного математического образования, уже мотивированы заниматься ею. Их нужно учить, ставить перед ними интересные задачи — мы делаем именно это. Солидное образование — залог успеха в дальнейшей научной работе.

Конечно, можно предлагать школьникам заниматься наукой «на коленке», но для того, чтобы придумывать интересные, простые и понятные задачи, нужен особый талант. Он есть у некоторых крупных математиков, таких как Андрей Колмогоров и Владимир Арнольд, у таких преподавателей, как Андрей Егоров, который возглавляет редколлегию раздела математики в журнале «Квант». Они умеют придумывать содержательные задачи, решение которых не требует знания научных теорий, но такие люди встречаются нечасто. Мы занимаем другую позицию и считаем, что, перед тем как заниматься серьезной наукой, ребенку нужно много всего изучить, прочитать и узнать — на уроках, в свободное время, на спецкурсах и семинарах, которые проводятся у нас в лаборатории. Ежегодно их проходит около сорока.

Университет ИТМО. Илья Чистяков
Университет ИТМО. Илья Чистяков

У нас каждый школьник получает фундаментальное образование, он прикреплен к научному руководителю, который начинает с простых учебных задач, а затем переходит к задачам с открытым концом, результат которых неизвестен самому руководителю. Так появляется полноценная научная работа, и ребенок заканчивает школу, уже имея публикации и опыт выступления на конференциях. На мой взгляд, так у школьника формируется мотивация следующей ступени — мотивация студента. Когда он поступает в вуз, он уже сам заинтересован в том, чтобы ходить на семинары, стараться прикрепиться к профессору, который будет с ним работать и ставить научные задачи. Мы бежим чуть впереди самого ученика и его возможностей, стараемся стимулировать рост интереса к той области, которой он занимается.

Насколько велик разрыв между тем, что делаете вы и преподаватели в лицеях с углубленным изучением предмета, и тем, что происходит в обычных школах?

Беда в том, что даже в физико-математических школах бывают такие программы и преподавание, что ребенок может знать что-то лучше, чем дети из общеобразовательных школ, но у него начисто отбита охота заниматься современной наукой. Статус учебного заведения — не показатель, школьник может учиться даже в деревне, главное, чтобы у него был пытливый ум, которому он ищет применение. Для нас более ценен такой ученик, у которого есть потенциал исследователя и который хочет заниматься наукой. Если соединить все это с возможностью учиться — тогда будет успех на научном поприще, который учеба в престижной школе вовсе не гарантирует.

То есть школьная программа на будущую научную карьеру не влияет?

Влияет, потому что она часто убивает мотивацию в самом начале пути. Если в пятом классе учительница начинает пичкать класс тестами и натаскивать детей на ЕГЭ, представьте, какое отвращение к учебе у них будет уже к седьмому классу. Эти дети уже «проскочили» мимо нас, мимо вуза, и этот лед очень трудно растопить. Для этого существуют такие лаборатории, как наша, чтобы дети могли прийти к родителям и сказать: «Мама, папа, я нашел то место, где хочу учиться».

Университет ИТМО. Лаборатория непрерывного математического образования
Университет ИТМО. Лаборатория непрерывного математического образования

В вашей лаборатории школьники проводят исследования только в области математики?

Не только. У нас есть большая программистская лаборатория, где дети занимаются computer science, биологией, химией, в меньшей степени — физикой. Естественными науками школьникам заниматься гораздо тяжелее, потому что они требуют опыта и много времени. Например, биолог должен годами собирать и обрабатывать материал, наблюдать явления в каком-нибудь заповеднике — все это достаточно трудоемко. С гуманитарными науками даже сложнее. Ребенок не обладает социальным опытом, поскольку еще не испытывал глубокие «взрослые» переживания. Поэтому ему не понять пафос, например, стихотворений Ахматовой, он поставлен в условия, в которых ему приходится лукавить. Самое разумное, что мы можем сделать, — это работать с ним на том материале, который требует логического структурирования. Школьник упражняется, учится логично излагать свои мысли, может быть, пока не совершает какого-то большого открытия, но учится любить такую работу.

Я читал, что на прошлом Балтийском научно-инженерном конкурсе один из ребят занялся исследованием из-за того, что его собака сломала лапу. Как школьники обычно берутся за работу: исследуют фундаментальную область или ищут решение какой-то прикладной проблемы?

Мы в Лаборатории непрерывного математического образования считаем, что школьник должен хорошо изучить фундаментальную науку. Если представить науку как дерево, то ствол — это разделы, которые уже хорошо изучены, крона — это приложения, а корни — это метанаука. Ребенок должен «наползаться» по стволу дерева, а не лезть в крону. Как учредитель Балтийского научно-инженерного конкурса я очень не люблю, когда присылают работы, в которых одни приложения и никакой фундаментальной составляющей. Они отражают интересы не ребенка, а его научного руководителя, который дает эту задачу не потому, что она полезна школьнику, а потому, что он сам может и хочет заниматься именно этим.

Кроме того, современная наука построена на очень жесткой системе допусков. Если вам нужно провести какой-то эксперимент, им будете заниматься не вы сами, а специалист, который прошел инструктаж и умеет работать на дорогом и нежном оборудовании. Представьте, вместо того, чтобы проводить исследование, школьник отдает его какому-то дяде, который потом приносит уже обработанные результаты. Удовольствие ниже среднего: нужно очень сильно восхищаться процессом, чтобы моделировать его в голове и представлять, как он проходит.

Что касается осмысления метаязыка науки и философских оснований — это тоже упражнения для зрелого мужа. Ребенку это чуждо. Он может разрабатывать теорию категорий, современный математический язык, но эта теория «заиграет» у него, только когда он поймет, как преобразятся многие вещи, которые до этого излагались классическим языком. Поэтому мне бы хотелось, чтобы школьник сначала узнал содержание и только потом занялся переводом на новые абстрактные языки.

Университет ИТМО. Балтийский научно-инженерный конкурс
Университет ИТМО. Балтийский научно-инженерный конкурс

Какие задачи интересуют ребят больше всего?

Я могу говорить только за тех, кто учится у меня. Им интересны алгебраические задачи, но не в том утрированном виде, в котором алгебра понимается в школе. Их интересуют группы, кольца, поля, различные алгебраические структуры, отношения между ними. Конструкции математического анализа, функционального анализа, комплексные переменные идут гораздо хуже из-за сложности теорий. Они требуют более серьезной подготовки, которую трудно дать даже в рамках университетского курса, кроме того, очень трудно представить задачу по математическому анализу, которая бы не была вычурной. Мы предпочитаем задачи на стыке алгебры и геометрии, когда можно наглядно представить, что и как устроено, — комбинаторику, теорию вероятностей.

Можно по-разному относиться к тому, как именно привить интерес к науке. Например, многие придерживаются взгляда, что ребенка нельзя лишать математического детства. Пусть он участвует в олимпиадах, решает загадки, зачем его сразу окунать во взрослые проблемы. Но это хорошо работает до поры до времени, так как олимпиада нацеливает на спортивные достижения. Олимпиадник постепенно начинает утрачивать интерес к проблеме, если она не решается в течение нескольких часов. Мы предпочитаем не спринтеров, а стайеров, которые могут думать над проблемой не пять, а пять тысяч, а то и больше часов.

В Петербурге и в России есть нужная инфраструктура для того, чтобы заинтересовать школьников «большой наукой»?

Если говорить о тех же олимпиадах, мне кажется, этот формат соревнований умер, когда в него пришли чиновники. Когда не было всероссийской и еще даже всесоюзной олимпиады, она была замечательным средством поиска одаренных детей. Такого ребенка находили и брались учить, он уже не бегал по соревнованиям. А сейчас школьная олимпиада утратила свою поисковую функцию, у нас формируются профессиональные касты, и, начиная с седьмых классов, новые имена на городских олимпиадах появляться перестают. Да и олимпиадных центров в стране немного. Если раньше российская команда занимала второе место на Международной олимпиаде школьников, это были ужас и разборки в тренерском штабе, а сейчас даже восьмое место воспринимается нормально.

А как обстоят дела с музеями, лабораториями?

Это правильный путь развития. Когда-то нужно решиться сделать первый шаг в науку, для этого у школьника должны засветиться глаза, а где этому произойти, как не в музее или не в популярной лаборатории. В Москве для этого есть Политехнический музей, в Петербурге — ряд вузов, в том числе Университет ИТМО с замечательными оптическими выставками. Они дают очень хорошие возможности для того, чтобы замотивировать школьника и объяснить ему, что такое современная наука.

Университет ИТМО, Выставка Magic of light
Университет ИТМО, Выставка Magic of light

Что нас ждет на Балтийском научно-инженерном конкурсе в этом году?

Сильные секции. Секция математики, однозначно, будет сильной. Про остальные нужно спрашивать экспертов, но как математик я, конечно, сунул нос в исследования по своему профилю — там порядка двенадцати высокопрофессиональных работ. Это очень много, ни один конкурс столько не собирает. Всего нам прислали более 100 работ по математике, из них мы отобрали около 60, в которых есть рациональное зерно и элемент исследования. Это самый главный критерий допуска: рефераты мы отклоняем сразу. Теперь наша задача в том, чтобы на конкурс пришли специалисты в областях по тематикам работ и дискуссия с конкурсантами была интересной.

В стране нужно создавать условия для того, чтобы ребята из нее не уезжали, чтобы чувствовали, что они нужны здесь. Наш конкурс хорош тем, что на него придет очень много неравнодушных взрослых. Им будет интересно общаться с ребятами, а, когда твоя первая научная работа вызывает интерес известных и авторитетных людей, — это очень мощная подпитка. Ребята будут это чувствовать, потому что скрыть этот интерес невозможно.

Беседовал Александр Пушкаш,

Редакция новостного портала Университета ИТМО

Архив по годам: